天文学和医学是中世纪和近代早期学者们从事自然科学研究的两个主要学科。在这两门学科中，医学尤为重要，因为它同神学和法学一样，是中世纪大学学生可以读到博士水平的三大学科之一，而天文学则只是初级的学士的课程之一。专业医生是比较多的，而且由于受到他们时代的最好训练，在科学革命的领导人中是相当杰出的。在英国，磁学的学者威廉？吉尔伯特是伊丽莎白女王一世的御医，而最先提出关于血液循环完整学说的威廉？哈维则是查理一世的御医。
医学职业对近代科学发展可能有重要意义的另一特点，是在医学业务上工匠与学者之间有十分密切的接触，但在其他科目中这两者几乎是完全隔绝的，例如在中世纪的水车匠与从事力学理论研究的学者之间便不相闻问。如我们已经看到的，在近代以前，天文学里并没有多少工匠传统值得一提，但在医学里却存在着两个这样的传统，即理发师－外科医师的传统和药剂师的传统。这些工匠们同医学学者们有一定的接触，因为受过大学训练的医生们的处方要由药剂师来配方，有时候他们还指挥理发师进行手术。还有，受过大学教育的医生，他们的训练比其他学者的训练要稍为更接近实际经验一些，因为医科学生需要学习解剖学并观察解剖过的尸体。即使这样，在最早出版的医学著作中所描述的关于医科学生的训练，好象还是有点抽象和带有教条气。一个讲师或者副教授从古代作家诸如希腊人盖仑的书里宣读一些章节，而教授则坐在讲台上阐述这些章节。一个实验的讲解员指出课文中所描述的东西和由解剖所显示的人体各个部分之间相符情况。解剖本身是由一个理发师－外科医师进行的，他在讨论问题时无所事事，尽管他可能是一个熟练的解剖者并对人体解剖构造有详细的理解，因为课堂讨论是用拉丁语进行的，而在理发师－外科医师中间，拉丁文的知识可能是少见的。
这样一种训练方法并不能增进解剖知识，因为动手解剖人体的人缺乏关于古代作者的知识，而那些阅读医学权威著作的人并不进行实际解剖。但是在十六世纪时期，学者与工匠的传统之间的障碍在医学上同在其他方面一样，开始打破了。药剂师与理发师－外科医师变得更加有文化和有学问了，而医学的学者们则开始亲手从事起实际解剖来。在这些人手里，解剖知识和外科实践出现了显著进步。在意大利北部，通过实际解剖使解剖学的复兴最为显著。在十五世纪转折期的意大利，文艺复兴时代的艺术家如列奥纳多？达？芬奇及其同时代人，解剖了许多动物和人体，把他们所见到的事实绘成精密和正确的图画。后来帕多瓦的医科大学教授们自己也开始解剖起来，并继承了艺术家们的传统，在他们的解剖学书籍中加上精美的插图。
在十六世纪的新医学发展中，医学专业的工匠与学者之间有些旧的分界仍然存在，因为解剖学知识主要是由学者们，特别是由帕多瓦的医学教授们如安德烈？维萨里（Andrea Vesalius，公元1514－1564）、哥伦布（Realdus Columbus，公元1516－1559）和海尔龙尼姆？法布里克斯（Hieronymus Fabricus，公元1537－1619）加以发展的，而外科技术的进展则主要是由理发师－外科医师例如法国人安布罗斯？巴雷（Ambrose Paré，公元1510－1590）取得的。当公元1529年巴雷初到巴黎的时候，他只是一个农村理发师的学徒，但是他在著名的巴黎大医院──上帝医院──的工作，以及他在法国宗教战争中担任外科军医职务的时候，他就成为十六世纪第一流的外科医师。他虽然是个胡格诺教徒，但他名声很大，所以在公元1572年圣巴托罗谬节前夜对胡格诺教徒的大屠杀中，他因得到了国王的赦罪谕而幸免。巴雷在外科技术上作出四项主要的贡献。第一，他证明医治枪伤最好敷镇痛药，而不必照传统方法用沸油来治疗，因为和当时流行的信念相反，他认为枪伤本身是没有毒的。第二，他发现断肢以后出血，最好扎紧割开的动脉来止血，而不用当时通常使用的烙铁烧灼方法。第三，他发现某些难产的例子可以在分娩前使胎儿转变位置而顺利生产。第四，他发明了能够机械地作许多动作的精巧假肢。此外，巴雷还把帕多瓦学者维萨里的拉丁文解剖学巨著写成法文提要，将它介绍给法国的理发师－外科医师。
弗兰德斯人维萨里于公元1543年在帕多瓦出版了他的主要著作《人体的构造》，也就是哥白尼发表他关于天体运动的新学说的那一年。天文学家哥白尼用一种旧时学者的传统方法即逻辑的论证，得出和古代科学家不同的见解，但是属于具有较为实际传统的医务行业的维萨里，却用一种实验的探讨方法得出同样和旧传统相反的结果。在中世纪解剖学与生理学中占权威地位的古代医学作者盖仑认为，在人体里面，血液从右心室通过中膈流入左心室。维萨里于公元1543年指出，心脏的中膈很厚并由肌肉组成，所以在他的主要著作的第二版（公元1555年）中否认血液能透过中膈。维萨里写道：“在不久以前，我不敢对盖仑的意见表示丝毫的异议。但是中膈却是同心脏的其余部分一样厚密而结实，因此我看不出即使是最小的颗粒怎样能通过右心室转送到左心室去。”
虽然维萨里证明了盖仑关于血液通过中膈而流动的说法不正确，但他并没有提出另外一种解释，说明血液怎样能从右心室流入左心室，或者一般地说来，血液怎样能从静脉流入动脉。在维萨里去帕多瓦之前，曾在巴黎大学医学院和迈克尔？塞尔维特共同工作过。塞尔维特是近代最先提出另外一个解释的人，他认为血液是通过肺而从右心室流入左心室的。塞尔维特主要是一个宗教改革者，所以在他的著作里，科学革命与新教徒的改革恐怕表现了最直接和最密切的结合。他的巨著《基督教的复兴》（公元1553年）主要是阐述反三位一体的－神教派教义，但他在六页左右的短短篇幅里提出了心肺之间血液小循环的学说。塞尔维特发表他的学说，不仅是为了科学的理由，而且是为了宗教的理由，他的特殊神学使他能克服在血液循环学说道路上所碰到的某些困难。对血液循环观念发展的思想障碍，主要来自盖仑的学说，因为盖仑主张人体在生理上受三种分立的和不同等级的器官、液体和灵气的支配，以及亚里士多德主张只有天体才能天然地产生一种环行运动，而天然的地上运动则具有开端和终结的直线运动。盖仑认为人体的生理机能分三个等级。第一，吸收营养和生长的植物性机能，它位于肝脏，并通过暗红色的静脉血及其自然灵气起作用。第二，有运动与肌肉活动的动物性机能，它位于心脏，并通过鲜红的动脉血及其活力的灵气而发生作用。第三，有管理身体应激性与感受性的神经机能，它位于脑髓，并受神经液及其动物性灵气支配。
在古代后期以及中世纪的世界观中，将生物及其机能排列为三个等级是很普遍的。居住在宇宙间的一切物体总是属于三类中的一类：即物质的实体如矿物、植物及动物；精神的实体如天神天使；以及既是物质的又是精神的实体，这就是人。三类物质实体中的每一种，又再分为三种：动物或为鸟，或为鱼，或为地上野兽；而这三种亚类又可再分为三种。对于人以及在人之上的天神天使而言也各有三个等级，而处在宇宙间万物等级之上的便是至高的三位一体的神。
塞尔维特在神学上最重要的非正统见解在于他的－神教教义，他抛弃了神的三位一体的教义。他否认圣子与圣父是永恒共存的，而主张圣灵只不过是神的呼吸，也就是说只是充斥于天地间的“纽玛”。正象他否定至高无上的三位一体的神那样，塞尔维特也否定了人体中所谓自然的、活力的、和动物的灵气三个等级，宣称“在所有这一切里面，都有着神的唯一灵气力量和神光的力量”，特别是不存在有分别含着自然灵气与活力灵气的两种不同血液，而只有一种血液，因为血液里面只有一种灵气，而“从动脉到静脉的联结处所传递的就是活力，这里面也就是叫做自然的东西。”塞尔维特设想血液的单一灵气就是人的灵魂，或者用他的话来说，“灵魂本身就是血液。”当塞尔维特在日内瓦被加尔文逮捕而以异端罪被审讯时，对他提出的罪状之一就是他主张灵魂是血液，因为这意味着主张灵魂随肉体死亡这样一种非正统的观点。
人体内具有三种不同的生理液体，其中的两种是不同血液的这种传统见解，对于血液循环学说的发展是一个很大的障碍，因为血液循环学说要求假定血液的运动是从动脉到静脉大量的来回运动，而这也就意味着当时被认为两种十分不同的具有各自分立功能的液体完全混和起来。静脉血与动脉血一旦被认为是同一的，通向血液循环学说的道路便很平坦了，不过塞尔维特本人肯定提出的仅仅是血液从右心室通过肺流入左心室的小循环学说，因为他主要关心的是血液与大气的关系。他认为：“神圣地气息是在空气里面”，而且在肺里吸入的空气就同经过肺进行循环的血液混合起来，血液这样就净化了，而灵魂同时也因参与在神圣的灵气之中而得到了补充：“正如上帝用空气使血液变成红色一样，基督也使灵气发光。”塞尔维特观察到联接右心室与肺的肺动脉很粗，而且运送的血液量比仅仅为了肺的营养所需要的大得多，所以这样大的血液量的流动一定是为了其他目的。他以为这种目的就在于使暗红色的静脉血在肺内转变为鲜红的动脉血，血液在肺里摄取了吸入的空气并排出不净的东西。从那里，净化了的血液通过肺静脉流入左心室，完成小循环。作为他的学说的进一步的证明，塞尔维特指出，在不呼吸空气的胚胎里面，血液的小循环就不发生作用。
公元1553年，塞尔维特因异端的罪名而被加尔文处了火刑，他的多数新印出的书籍也随同被烧毁了。几年以后，帕多瓦大学的解剖学教授哥伦布于公元1559年再一次提出了血液小循环的学说。可能哥伦布听到过塞尔维特的论点，因为哥伦布也把呼吸当作是一种使血液净化与活化的过程，而不象当时流行的说法那样，认为是使血液冷却的过程。当时塞尔维特的著作是大逆不道的，所以不能引用。事实上只是到了十七世纪晚期在英国比较宽容的气氛中联系到血液循环学说时，才第一次有人提出塞尔维特的名字。哥伦布为小循环学说所提供的证据纯粹是解剖的和生理的。他论证说，既然心脏的中膈是坚实的，那末血液也一定要通过唯一的另一条途径，就是说通过肺，从右心室流到左心室。而且，肺动脉是粗大的并运送比肺的营养所需要多得多的血液，而通过肺静脉从肺流入左心室的血液则是鲜红和有活力的。所以血液在心脏里不可能靠一种“烟气”而得到活力，或者靠从肺里通过肺静脉所运送的空气而得到活力，如同当时人们所普遍相信的那样，而是肺本身就是产生活力的器官，这个过程就要求心与肺之间有血液小循环运动。
在哥伦布以后，几乎达半个世纪之久，血液循环的学说很少有进一步的实验证明，不过作为当时学术革命的一部分，这个学说还是由当时好几位作者作为一种纯粹的推测提出来的。我们在上面已经看到，从事科学革命和从事宗教改革的人，都离开旧的关于统治宇宙的等级观念，而倾向于宇宙有一个绝对统治者的观点，这不仅在物理科学上是如此，在生物学上也是如此。心脏和血液在人体内占有同样的优先地位，就和太阳在新的世界体系中所占的地位一样。塞尔维特曾经写道：“心脏是第一个活着的东西，它是身体内部热的来源。”这样一种想法也得到后期的血液循环理论家的赞同，例如哥伦布的学生契沙尔比诺在公元1571年发表的一本著作里就提出了这样的观念；乔尔丹诺？布鲁诺在公元1584年以后所发表的好几本著作中也提出了血液循环的设想；尤其是威廉？哈维（William Harvey，公元1578－1657）则在1628年最后建立了血液循环的学说。哈维写道：“心脏是生命的开始，它是微型宇宙的太阳，正如太阳是世界的心脏一样，因为使血液发生运动，成为完善，促进营养，并且防止腐败和凝固的正是靠的心脏和脉搏；它是家神，在执行它的职能时，滋养、抚育和促进整个身体的成长，而且的确是生命的基础和一切活动的源泉。……心脏如同国王一样，在他的手中握着主要的和最高的权力，它统治着一切，而且是一切力量所产生的本原和基础，在动物体内的一切力量都离不了它。”
奇怪的是，在这里亚里士多德的主张又恢复了，因为亚里士多德曾把人体内中心统治力量归之于心脏。他的这种主张和盖仑的学说是对立的。盖仑假定了有一个通过脑、心及肝的三个等级以及和它们相关联的液体和灵气而起作用的较为分散的统治力量。但是近代早期的发展比亚里士多德更进了一步，生物学家把被认为是天体独特的圆形运动现象归之于血液，正如哥白尼派的学者们在天文学上把圆形运动现象归之于整个的地球一样。为了这样的目的，生物学家采纳了古代关于人是整个世界中的一个小宇宙的观念，因为如果对之作出适当解释的话，整个概念就意味着循环也应该是小宇宙的一个特点，正如它是大宇宙的一个特点一样。契沙尔比诺、布鲁诺和哈维还引用了亚里士多德所举的关于地球范围内天然循环运动的一个例子。哈维指出，正是这个例子启发了他提出血液循环运动的想法。哈维写道：“我开始想到究竟会不会有一个循环运动，如同亚里士多德所说的空气和雨模仿着天体的循环运动一样：因为潮湿的大地经太阳加热而蒸发；向上移动的水蒸气又凝结起来而以雨的形式降落使大地潮湿；由于这样的安排便产生了一代代的生物；风暴和流星也由于循环运动以及由于太阳的接近或后退而产生。因此，通过血液的运动，循环运动也在体内进行着，这是完全可能的。”
哈维似乎确实在经常搜寻地上物体的循环运动例子，以便说明地上万物和高高在上的天体具有同等地位。在他后来的一本著作《论动物的繁殖》（公元1651年）中，他提出：组成一个物种的个体的延续，也是模仿天体运动的一种循环运动过程。
“这是一种使普遍家禽的种类得以永久保持下去的周而复始运动，这时候是小母鸡，另一个时候又是鸡蛋，这个系列永远地持续下去；从脆弱和将要死亡的个体里产生了一个不灭的物种。由于这些以及类似的方式，我们看到了许多较低的或地上的物种也在模拟着天上星体的永久存在。”
血液循环学说以及人体心脏至上的学说因此成为十六世纪的一种新思潮的特殊应用。这种思潮认为无论小宇宙或大宇宙，都是由“绝对统治者”所管辖，连同大宇宙或小宇宙里一切其他实体都在上帝权力下享有同等的地位。但是，血液循环的学说不仅仅依靠十六、七世纪的科学革命来的，因为哈维力求从实验证明他的见解，并且发现了支持血液循环的确实证据。在青年时代，哈维曾从法布里克斯学医，法布里克斯在公元1565年到1619年是帕多瓦大学的医学教授。
法布里克斯于公元1603年有一项重要的发现，即静脉中有瓣膜，使血液只能朝心脏的方向流动。法布里克斯并没有看出他的发现的真正重要意义，因为他同意盖仑的说法，认为血液离开心脏在静脉中往返流动，而瓣膜的作用仅仅是防止血液积聚在身体的肢端并减少血液的流动，俾使血液所含的营养能够被组织有效地吸收。他的学生哈维是第一个注意到静脉中的瓣膜使血液只能从静脉流入心脏，而心脏里的瓣膜则使血液只能流入动脉，因此只有血液从静脉通过心脏而流入动脉的单向运动。哈维论证说，正由于此，所以血液必然要从动脉回到静脉去，以完成这个循环，因为血液不可能不断地在静脉的末端制造出来，而又在动脉的末端不断地被破坏掉。为了使他的论据更有说服力，哈维计算了在一小时内血液通过心脏的量，表明它超过一个普通人的全身重量。这样的血液量不可能于一小时内在静脉的末端形成而在动脉的末端破坏掉，因此同一血液一定是继续不断在环行全身。哈维通过解剖考察了血液循环的大部分进程，不过他没有看到静脉与动脉联结起来的毛细血管，因为他没有使用显微镜。但是他证明这样的联结一定存在，因为用一个止血器压在手臂上，那时离开心脏的这一边的手与前臂就会发生充血现象。靠近手臂表面的静脉被止血器闭住了，从而血液只能从较深的部位的动脉进来并通过联接静脉到动脉的毛细血管，在正常情况下完成血液循环。
哈维在批评传统公认的盖仑观点时指出：血液不能通过心脏的中膈，不仅是因为中膈太厚而且因为两个心室都同时收缩和舒张，从而在任何时候都没有一种推动血液通过中膈的压力。并且，中膈有它自己的动脉和静脉系统，而如果血液确实通过它的话，便没有这种需要了。最后，哈维切断了一只狗的左心室，证明并没有什么血液通过中膈从右心室流出来。
哈维在有血动物里观察了大约四十种不同的动物，包括蠕虫、昆虫及鱼类的血管，这样就确证了血液循环的普遍性。冷血动物的研究特别重要，因为这种动物的心脏跳动得很缓慢，容许对心脏运动作详细的观察，而且当心脏从动物体内移出来以后，它还会继续跳动若干时间。哈维观察到如果把一只动物的心脏握在手中，我们就会感到，当它收缩时变硬，就象一块肌肉收缩时一样。因此他把心脏当作是一个中空的肌肉组织，肌肉的收缩担任着血液运动的工作。以前，在盖仑的学说里，甚至在象布鲁诺那样一位近代人物的学说里，血液中的灵气被认为是血液流动的原因，心脏这一器官的主要作用只在制造生命的灵气并对于灵气所产生的运动作出被动的反应。哈维也认为，心脏制造了生命的灵气，这种灵气同人的灵魂相同。他和塞尔维特一样也主张“灵魂本身就是血液”，但是这种观点对于他的体系并不重要，因为血液里的灵魂或灵气不再是循环的原因。实际上，哈维是第一个把血液的运动归之于机械原因即心脏的肌肉收缩的人。他首次于公元1616年在皇家医师学院作的讲演中发表了他的学说，讲演的记录至今还保存着。哈维在这里把心脏比作一个水泵。他用拉丁文及英文混合着写道：“W. H. ［哈维姓名的缩写］证实了血液借助于心的结构经过肺传递到整个主动脉中，象用一个水泵啪啪两下使水提高上来一样。”使用学者式的拉丁语和工匠所用的民族语言的混合做法，在当时并不少见。例如伽利略就用意大利文写出他的实验，而用拉丁文写出他的学说，这种作法反映了学者传统与工匠传统之间已经开始结合起来。
在公元1628年出版的《论心脏与血液的运动》一书中，哈维进一步证明了心脏的肌肉收缩是血液循环的机械原因。他指出，当心脏收缩时动脉立即出现了扩张，这一定是由于血液从心脏排出而不是由于心脏内在灵气的冲击下血液的自我推动所致。而且，靠近心脏的动脉很厚，因此它们能够抵得住心脏搏动的直接冲击，而且动脉一般都比静脉厚，因为动脉受着从心脏涌出来的血液的压力而静脉则不然。从心脏排出的血液又总是流入动脉而不流入静脉，即使在静脉血以这样方式被输送时，也就是从右心室输送到肺动脉的情况下，也是如此。在心脏跳动缓慢的冷血动物如蛙的例子里，哈维观察到心脏上面的心耳是在下面心室收缩之前发生收缩：他并且从心脏瓣膜的排列探索了血液循环的详细情况。他证明，右心耳把血液从静脉挤到右心室，然后右心室又把静脉血通过肺动脉排入肺内。在肺里，静脉血转变为鲜红的动脉血而被左心耳从肺经过肺静脉排入左心室，再从左心室排入动脉系统。因此，看来比左心室肌肉较薄的右心室似乎主要是与心肺之间血液的小循环有关系。这样一种观点为如下事实所证实：没有肺的动物如鱼类只有一个心室，这个心室是和有肺动物的左心室相符合的，他担负着全身总的血液循环作用。
哈维的学说对新的机械论哲学作了重要的增益，因为他表明心脏静脉和动脉构成一个运输血液的机械系统。把活的有机体及其各个部分当作机械系统来对待，这主要是从达？芬奇开始的，他证明动物的骨骼如同杠杆一样发生作用，而这种论点又为伽利略所继承。伽利略用他的关于材料力学的学说去说明为什么大象必须有和昆虫纤细的腿相反的粗重的腿。笛卡儿概括了生物是机器的观点，阿尔方斯？博雷利在一本《论动物的运动》（公元1680年）的遗著中用许多例子详细地应用了这种见解。博雷利论述了行走、跑、跳、滑冰以及举重时进行的机械动作。他以同样的方式论述了鸟的飞翔、鱼的游泳以及蠕虫的爬行动作。在转到人的内部器官的机械活动时，博雷利计算了如果心脏象一个唧筒里的活塞那样发生作用的话，在一次心搏动的时候，它必须施加一个大约相等于135，000磅的压力。同样地他把肺当作是一对鼓风箱，而胃则是一种研磨器。
在实用方面，哈维留下了许多没有解决的问题，这些问题在十七世纪才得到澄清。特别是哈维表示过一定存在着有联接动脉与静脉的毛细血管，虽则他当时没有能够看到它们。波义耳于公元1663年用注射有色液体和有色的溶蜡找出了毛细血管。马尔切洛？马尔比基（Marcello Malpighi，公元1628－1694）用显微镜于公元1660年成功地看见了蛙的肺部毛细血管。最后安东尼？范？列文霍克（Antony van Leeuwenhoek，公元1632－1723）于公元1688年在蝌蚪的尾巴中和在青蛙的脚里看到了血液通过毛细血管的实际循环过程。有了这些发现，血液运动的力学问题终于解决了，这就使现代科学家有可能对血液循环起什么作用进行研究。特别是化学家现在已经能够研究肺里暗红的静脉血怎样转变为鲜红的动脉血，并探讨这种变化的生理学意义。
[英]梅森
